电源转换器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种电源转换器，所述电源转换器包括：输出端、侦测电路、参考值产生电路、比较电路，侦测电路与比较电路、负载电性相连，用于侦测负载的电流，并将侦测的负载的电流转换为电压信号后提供给比较电路；参考值产生电路与比较电路电性相连，用于产生参考电压，并将产生的参考电压提供给比较电路；比较电路与输出端电性相连，用于将侦测电路提供的电压信号与参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。本发明电源转换器结构简单，能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。
【专利说明】
电源转换器
技术领域
[0001]本发明涉及电源转换技术领域，特别涉及一种电源转换器。
【背景技术】
[0002]开关电源是一种通过控制开关器件的开关占空比来调整输出电压大小的装置，被广泛应用在智能终端等各类电子设备中。升压型(Boost)变换器是开关电源的一种常见的拓扑结构。Boost变换器作为基本的直流/直流(DC/DC)变换器之一，能够实现从低电压电源变换到高电压电源，并且具有体积小、结构简单、变换效率高等优点，因而得到广泛的应用，特别是在使用电池供电，但目标电压却高于电源电压的场合。
[0003]图1是现有的一种Boost变换器的电路示意图，如图1所示，Boost变换器包括切换式升压电路110、脉宽调制电路120和负载130。切换式升压电路110包括电感L1、二极管D、电容C、晶体管T。脉宽调制电路120用于输出一定占空比的脉宽调制信号，以驱动切换式升压电路110中的晶体管T的导通或截止。当晶体管T导通时，二极管D呈现反向偏压，来自输入电压Vin的电能存储于电感LI，此时负载130的电能由电容C提供。当晶体管T截止时，二极管D呈现顺向偏压，此时电容C以及负载130吸收由输入电压Vin以及电感LI所提供的电能，并以此得到高于输入电压的输出电压，从而达到升压的目的。
[0004]但是上述Boost变换器因是实现从低电压变换到高电压，会在晶体管T上消耗过多不必要的切换效率，因此使得整体的输入功率损耗提高，而导致Boost变换器的转换效率降低，并且上述Boost变换器不稳定，EMI噪声也较大，此外，上述Boost变换器不能同时提供升压、降压两种切换方式。故设计一个能提高转换效率、降低EMI噪声、提供多种输出电压的直流/直流电源转换器是十分必要的。
【发明内容】
[0005]本发明提供一种电源转换器，结构简单，能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。
[0006]所述技术方案如下:
[0007]本发明实施例提供了一种电源转换器，其包括:输出端、侦测电路、参考值产生电路、比较电路，其中，所述侦测电路，与所述比较电路、负载电性相连，用于侦测所述负载的电流，并将侦测的所述负载的电流转换为电压信号后提供给所述比较电路;所述参考值产生电路，与所述比较电路电性相连，用于产生参考电压，并将产生的参考电压提供给所述比较电路;所述比较电路，与所述输出端电性相连，用于将所述侦测电路提供的电压信号与所述参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。
[0008]在本发明的一个实施例中，所述侦测电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述负载及所述侦测电路的输入端电性相连，所述第一电阻的另一端接地。
[0009]在本发明的一个实施例中，所述侦测电路包括放大电路，所述放大电路与所述比较电路电性相连，用于将电压信号放大后提供给所述比较电路。
[0010]在本发明的一个实施例中，所述放大电路包括第二电阻、第三电阻、放大器，所述放大器的正向输入端与所述负载电性相连，所述放大器的反向输入端通过所述第二电阻接地，还通过所述第三电阻与所述放大器的输出端电性相连。
[0011 ]在本发明的一个实施例中，所述参考值产生电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和稳压器，所述稳压器的第一端接地，所述稳压器的第二端通过所述第八电阻与所述参考值产生电路的输入端电性相连，所述稳压器的公共端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻连接于所述稳压器的第二端和公共端之间，所述第四电阻的一端与所述稳压器的第二端电性相连，所述第四电阻的另一端通过所述第五电阻接地，所述第四电阻的另一端还与所述比较电路电性相连。
[0012]在本发明的一个实施例中，所述比较电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、比较器;所述比较器的正向输入端通过所述第十电阻与所述参考值产生电路电性相连，所述比较器的反向输入端通过所述第九电阻与所述侦测电路电性相连，所述比较器的输出端通过所述第十一电阻与所述输出端相连。
[0013]在本发明的一个实施例中，所述比较电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极与所述输出端电性相连，所述稳压管的阳极接地。
[0014]本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是:
[0015]通过侦测电路侦测负载的电流，并将侦测的负载的电流转换为电压信号后提供给比较电路;参考值产生电路产生参考电压，并将产生的参考电压提供给比较电路;比较电路将侦测电路提供的电压信号与参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。从而可以输出多种电平信号，并且结构简单，还能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。
[0016]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[00?7]图1是现有的一种Boost变换器的电路不意图；
[0018]图2是本发明第一实施例提供的电源转换器的结构框图；
[0019]图3是本发明第二实施例提供的电源转换器的结构框图；
[0020]图4是本发明第三实施例提供的电源转换器的电路图。
【具体实施方式】
[0021]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电源转换器其【具体实施方式】、结构、特征及功效，详细说明如后。
[0022]有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例详细说明中将可清楚的呈现。通过【具体实施方式】的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0023]第一实施例
[0024]图2是本发明第一实施例提供的电源转换器的结构框图。所述电源转换器结构简单，能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。请参考图2，本实施例的电源转换器包括:输出端Vout、侦测电路1、参考值产生电路11、比较电路12。
[0025]具体地，侦测电路10，与比较电路12、负载9电性相连，用于侦测负载9的电流，并将侦测的负载9的电流转换为电压信号后提供给比较电路12。
[0026]其中，侦测电路10还用于将电压信号放大后提供给比较电路12。这主要适用于电压信号比较小，而需要经过放大后以得到较大电压信号的应用场合，以方便后续比较电路12对放大后的电压信号进行比较，提高比较效率。优选地，负载9还可以与一 Boost变换器相连。从而本发明实施例的电源转换器可以实现自动切换Boost变换器的输出频率。若Boost变换器的带载能力为A，则可以设定为当负载的电流<1/2A，即负载的电压信号小于一参考电压(例如参考电压可以由参考值产生电路11提供)，则Boost变换器切换为高频输出，即电源转换器的输出端输出高频信号；当负载电流>1/2A，即负载的电压信号大于一参考电压，贝IJBoost变换器切换为低频输出，即电源转换器的输出端输出低频信号，其中Boost变换器可以为任意的电路类型。当然，在本发明其它实施例中，负载9还可以与一电源输出端相连，从而本发明实施例的电源转换器可以实现自动切换电源输出端的输出电平信号的大小。
[0027]参考值产生电路11，与比较电路12电性相连，用于产生参考电压，并将产生的参考电压提供给比较电路12。
[0028]比较电路12，与侦测电路10、参考值产生电路11、输出端Vout电性相连，用于将侦测电路10提供的电压信号与参考值产生电路11提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。
[0029]具体地，比较电路12还用于若比较得出电压信号大于参考电压时，则输出高电平信号，若比较得出电压信号小于参考电压时，则输出低电平信号。
[0030]其中，通过比较电路12输出高电平信号和低电平信号，以使得电源转换器能够提供两种输出电压的方式，而高电平信号可以对应高频信号，低电平可以对应低频信号，因输出高频信号可以提升响应时间、降低输出电压的纹波，输出低频信号可以降低EMI噪声，且与高频相比转换效率较高，从而使得本发明实施例不仅能够提供两种信号输出方式，并且还可以提高转换效率、降低EMI噪声。
[0031]综上所述，本发明实施例提供的电源转换器，通过侦测电路侦测负载的电流，并将侦测的负载的电流转换为电压信号后提供给比较电路;参考值产生电路产生参考电压，并将产生的参考电压提供给比较电路;比较电路将侦测电路提供的电压信号与参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。从而可以输出多种电平信号，并且结构简单，还能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。
[0032]第二实施例
[0033]图3是本发明第二实施例提供的电源转换器的结构框图。请参考图3，其中，图3是在图2的基础上改进而来的。图3与图2的区别在于，图3的电源转换器中的侦测电路10可以包括放大电路13。
[0034]具体地，放大电路13，与比较电路12电性相连，用于将电压信号放大后提供给比较电路12。这主要适用于电压信号比较小，而需要经过放大后以得到较大电压信号的应用场合，以方便后续比较电路12对放大后的电压信号进行比较，提高比较效率。优选地，比较电路12用于将放大电路13提供的放大后的电压信号与参考值产生电路11提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。其中，比较电路12还用于若比较得出放大后的电压信号大于参考电压时，则输出高电平信号，若比较得出放大后的电压信号小于参考电压时，则输出低电平信号。其中，通过比较电路12输出高电平信号和低电平信号，以使得电源转换器能够提供两种输出电压的方式，而高电平信号可以对应高频信号，低电平可以对应低频信号，因输出高频信号可以提升响应时间、降低输出电压的纹波，输出低频信号可以降低EMI噪声，且与高频相比转换效率较高，从而使得本发明实施例不仅能够提供两种信号输出方式，并且还可以提高转换效率、降低EMI噪声。
[0035]综上所述，本发明实施例提供的电源转换器，还通过放大电路13对电压信号进行放大后提供给比较电路12，从而方便后续比较电路12对放大后的电压信号进行比较，提高比较效率。
[0036]第三实施例
[0037]图4是本发明第三实施例提供的电源转换器的电路图。请参考图4，其中，图4是在图3的基础上改进而来的。图4与图3的区别在于，图4是图3的一种具体的实现本发明构思的电路图。
[0038]具体地，侦测电路10包括第一电阻Rs，第一电阻Rs的一端与负载9及侦测电路10的输入端电性相连，第一电阻Rs的另一端接地。
[0039]其中，第一电阻Rs与负载9之间的节点可以提供电压信号Vsl。
[0040]放大电路13包括第二电阻Rl、第三电阻R2、放大器OPl，放大器OPI的正向输入端与负载9电性相连，放大器OPl的反向输入端通过第二电阻Rl接地，还通过第三电阻R2与放大器OPI的输出端Vs电性相连。
[0041]其中，第一电阻Rs为电流取样电阻，由于第一电阻Rs的电阻值通常比较小，所以取得的电压信号Vsl比较低，故要经过放大电路13得到输出端Vs输出的电压信号，以方便后续比较电路12对放大后的电压信号进行比较，提供比较效率。具体地，放大电路13中的放大器OPl将电压信号Vsl放大后通过输出端Vs提供给比较电路12，第二电阻Rl和第三电阻R2决定了放大器OPl的增益。
[0042]参考值产生电路11包括第四电阻R3、第五电阻R4、第六电阻R5、第七电阻R6、第八电阻R7和稳压器Dl，例如所述稳压器Dl可以为三端稳压器。其中，稳压器Dl的第一端接地，稳压器Dl的第二端通过第八电阻R7与参考值产生电路11的输入端Input电性相连，稳压器Dl的公共端通过第七电阻R6接地。第六电阻R5连接于稳压器Dl的第二端和公共端之间。第四电阻R3的一端与稳压器Dl的第二端电性相连，第四电阻R3的另一端通过第五电阻R4接地，第四电阻R3的另一端还与比较电路12电性相连。
[0043]其中，假设第七电阻R6两端的电压为Vref，流经稳压器Dl的公共端的电流为Iref，第八电阻R7和第四电阻R3之间的节点的电压为VKA，则VKA的计算公式为:VKA = Vref*(l +R5/R6)+Iref*R5。其中，通过稳压器Dl的稳压作用，使得参考值产生电路11的第八电阻R7和第四电阻R3之间的节点可以产生稳定的电压VKA，电压VKA通过第四电阻R3和第五电阻R4分压后得到参考电压Vref I，以提供给比较电路12。
[0044]比较电路12包括第九电阻R8、第十电阻R9、第^^一电阻RlO、比较器TP、稳压管D2，例如所述稳压管D2可以为稳压二极管。其中，比较器TP的正向输入端通过第十电阻R9与参考值产生电路11的第四电阻R3和第五电阻R4之间的节点电性相连，比较器TP的反向输入端通过第九电阻R8与侦测电路10的输出端Vs电性相连，比较器TP的输出端通过第十一电阻RlO与输出端相连，比较器TP的输出端通过第十一电阻RlO还与稳压管D2的阴极相连，稳压管D2的阳极接地。
[0045]其中，比较电路12中的比较器TP将侦测电路10提供的电压信号与参考值产生电路11提供的参考电压进行比较，并根据比较结果其输出端输出相应的电平信号。具体地，例如，比较器TP若比较得出电压信号大于参考电压时，则输出端输出高电平信号，若比较得出电压信号小于参考电压时，则输出端输出低电平信号。其中，稳压管D2起到稳压作用，在其他实施例中，也可以根据实际需要而省去稳压管D2。
[0046]下面详细说明电源转换器的工作过程:
[0047]侦测电路10的第一电阻Rs采样流经负载9的电流，并通过第一电阻Rs与负载9之间的节点提供电压信号Vsl给放大电路13。放大电路13中的放大器OPl对电压信号Vsl进行放大后通过输出端Vs提供给比较电路12。另外，参考值产生电路11的第四电阻R3和第五电阻R4之间的节点提供稳定的参考电压Vr efl给比较电路12。比较电路12中的比较器TP将侦测电路10提供的电压信号与参考值产生电路11提供的参考电压Vrefl进行比较，并根据比较结果其输出端Vout输出相应的电平信号，例如，若比较得出电压信号大于参考电压时，则输出端Vout输出高电平信号，若比较得出电压信号小于参考电压时，则输出端Vout输出低电平信号。
[0048]综上所述，本发明实施例提供的电源转换器，通过侦测电路侦测负载的电流，并将侦测的负载的电流转换为电压信号后提供给比较电路;参考值产生电路产生参考电压，并将产生的参考电压提供给比较电路;比较电路将侦测电路提供的电压信号与参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。从而可以输出多种电平信号，并且结构简单，还能够提高转换效率、降低EMI噪声，并且能够极大地降低成本。
[0049]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种电源转换器，其特征在于，其包括:输出端、侦测电路、参考值产生电路、比较电路，其中， 所述侦测电路，与所述比较电路、负载电性相连，用于侦测所述负载的电流，并将侦测的所述负载的电流转换为电压信号后提供给所述比较电路； 所述参考值产生电路，与所述比较电路电性相连，用于产生参考电压，并将产生的参考电压提供给所述比较电路； 所述比较电路，与所述输出端电性相连，用于将所述侦测电路提供的电压信号与所述参考值产生电路提供的参考电压进行比较，并根据比较结果输出相应的电平信号。2.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述侦测电路包括第一电阻，所述第一电阻的一端与所述负载及所述侦测电路的输入端电性相连，所述第一电阻的另一端接地。3.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述侦测电路包括放大电路，所述放大电路与所述比较电路电性相连，用于将电压信号放大后提供给所述比较电路。4.根据权利要求3所述的电源转换器，其特征在于，所述放大电路包括第二电阻、第三电阻、放大器，所述放大器的正向输入端与所述负载电性相连，所述放大器的反向输入端通过所述第二电阻接地，还通过所述第三电阻与所述放大器的输出端电性相连。5.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述参考值产生电路包括第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和稳压器，所述稳压器的第一端接地，所述稳压器的第二端通过所述第八电阻与所述参考值产生电路的输入端电性相连，所述稳压器的公共端通过所述第七电阻接地，所述第六电阻连接于所述稳压器的第二端和公共端之间，所述第四电阻的一端与所述稳压器的第二端电性相连，所述第四电阻的另一端通过所述第五电阻接地，所述第四电阻的另一端还与所述比较电路电性相连。6.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述比较电路包括第九电阻、第十电阻、第十一电阻、比较器;所述比较器的正向输入端通过所述第十电阻与所述参考值产生电路电性相连，所述比较器的反向输入端通过所述第九电阻与所述侦测电路电性相连，所述比较器的输出端通过所述第十一电阻与所述输出端相连。7.根据权利要求1所述的电源转换器，其特征在于，所述比较电路还包括稳压管，所述稳压管的阴极与所述输出端电性相连，所述稳压管的阳极接地。
【文档编号】H02M3/158GK106026633SQ201610559791
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】张晓娥, 常琳, 袁婷
【申请人】昆山龙腾光电有限公司